DE1729137B1

DE1729137B1 - Process for lining metallic hollow bodies and a device for carrying out this process

Info

Publication number: DE1729137B1
Application number: DE19681729137
Authority: DE
Inventors: Fritz Steffen
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1968-03-08
Filing date: 1968-03-08
Publication date: 1970-11-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auskleiden von metallischen Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, mit einer wärmehärtbaren Kunststoffschicht, wobei durch Druck und Wärme eine plastifizierte Kunststoff-Gießmasse durch einen Formkanal gepreßt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. The invention relates to a method for lining metal Hollow bodies, in particular pipes, with a thermosetting plastic layer, whereby by pressure and heat a plasticized plastic casting compound through a Mold channel is pressed, and an apparatus for carrying out this method.

Duroplaste sind infolge ihrer Wärmestandfestigkeit und ihrer Stabilität gegen chemische Einflüsse für die Auskleidung von solchen metallischen Hohlkörpern geeignet, die temperaturbelastet und von aggressiven Flüssigkeiten oder Gasen durchflossen werden. Da die Zeitspanne, während der Duroplaste verformbar sind, relativ gering und ihre anschließende Aushärtung endgültig ist, ergeben sich vor allem dann Schwierigkeiten, wenn dünne Beschichtungen der Innenwände von metallischen Hohlkörpern, z. B. von Rohren, vorgenommen werden sollen. Thermosets are due to their heat resistance and stability against chemical influences for the lining of such metallic hollow bodies suitable for those exposed to high temperatures and with aggressive liquids or gases flowing through them will. Because the time span during which thermosets are deformable is relatively short and their subsequent hardening is final, difficulties arise, above all, when thin coatings of the inner walls of metallic hollow bodies, e.g. B. from Pipes to be made.

Es sind daher hierfür schon mehrere Arbeitsverfahren entwickelt worden, die aber bisher zu keinem befriedigenden Ergebnis geführt haben.Several working methods have therefore already been developed for this purpose, but so far have not led to a satisfactory result.

Bekannt ist z. B. das sogenannte Gummisackverfahren, bei dem mittels eines in den Hohlraum eingebrachten aufblasbaren Gummibeutels Kunststoffbeläge gegebenenfalls unter gleichzeitiger Erhitzung der Wandflächen auf diese bis zur Aushärtung des Kunststoffes aufgepreßt werden. Is known z. B. the so-called rubber bag method, in which means an inflatable rubber bag introduced into the cavity, plastic coverings, if necessary with simultaneous heating of the wall surfaces on them until the hardening of the Plastic are pressed on.

Dieses Verfahren ist nur anwendbar, wenn die auszukleidenden Hohlkörper einen genügend großen Durchmesser aufweisen. This method is only applicable when the hollow body to be lined have a sufficiently large diameter.

Ferner ist ein Verfahren zum Auskleiden von Rohren bekannt, bei welchem ein in üblicher Weise aus Prepregs hergestellter Schlauch in das auszukleidende Rohr eingeklebt wird. Furthermore, a method for lining pipes is known in which a tube made in the usual way from prepregs into the tube to be lined Pipe is glued.

Der Kunststoff härtet dabei ohne Druck aus, und daher läßt die Homogenität der Auskleidung sowie die Verbindung zwischen Metall und Kunststoff zu wünschen übrig. The plastic hardens without pressure, and therefore leaves the homogeneity the lining and the connection between metal and plastic left over.

Deshalb wurde schon in die auszukleidenden Rohre jeweils ein mittiger Innendorn eingebracht und der Ringspalt zwischen Rohrinnenwand und Dornoberfläche in mehreren Arbeitsgängen mit kleineren Mengen eines pulver-oder flockenförmigen Kunststoffs gestopft. Nach dem Stopfen jeder Teilmenge wurde die Füllung mittels einer Preßhülse vorverdichtet. Die Stopf- und Preßvorgänge waren dabei so oft zu wiederholen, bis die Füllung die Soll-Länge des auszukleidenden Rohres um etwa 25 ° ! o überschritt, weil die Kunstharzmasse bei der anschließenden Aufheizung des Rohrkörpers unter gleichzeitiger Druckerhöhung schrumpfte. Der die Soll-Länge des auszukleidenden Rohres übersteigende, teilweise mit überschüssigen Harzresten ausgekleidete Rohrabschnitt mußte bei diesem Verfahren als Abfall abgeschnitten werden. Außerdem zeigten die Auskleidungen mitunter Lunker und Risse in der Beschichtung, die auf die stufenweise mehrmalige Vorpressung der Füllung zurückzuführen waren. Oft sind ganze Abschnitte der Auskleidung dabei locker geworden. That is why a central one was already placed in each of the pipes to be lined Inner mandrel introduced and the annular gap between the inner wall of the pipe and the surface of the mandrel in several operations with smaller amounts of a powder or flake Plastic stuffed. After plugging each portion, the filling was made by means of a compression sleeve precompressed. The stuffing and pressing processes were so often closed repeat until the filling exceeds the nominal length of the pipe to be lined by about 25 °! o exceeded because the synthetic resin compound during the subsequent heating of the The pipe body shrank with a simultaneous increase in pressure. The target length of the pipe to be lined, partially lined with excess resin residues Pipe section had to be cut off as waste in this process. aside from that the linings sometimes showed voids and cracks in the coating, which the gradual repeated prepressing of the filling were to be attributed. Often are whole sections of the lining become loose in the process.

Ferner ist für das Strangpressen von wärmehärtbaren Kunststoffen u. a. schon eine Vorrichtung bekannt, bei der durch Druck und Erwärmung der Kunststoff plastifiziert wird. Die gewünschte Querschnittsform des Stranges kann dabei auf verschiedene Weise erreicht werden. Entweder können im Formkanal enthaltene Profilierungsorgane mit einem Preßstempel von runder Querschnittsform oder ein profilierter Formkanal mit einem ebensolchen Preßstempel zusammenarbeiten. Der Gegendruck gegen die den Kanal durchfließende Masse wird zu Beginn des Strangpressens durch ein von der eindringenden Masse im Kanal vorgeschobenes Metallstück und beim laufenden Strangpressen mittels einer am Kanalende angeordneten Klemmbacke bewirkt. It is also used for the extrusion of thermosetting plastics i.a. already known a device in which the plastic by pressure and heating is plasticized. The desired cross-sectional shape of the strand can be based on can be achieved in different ways. Profiling organs contained in the molding channel can either be used with a ram of round cross-sectional shape or a profiled molding channel work together with such a press ram. The counter pressure against the The mass flowing through the canal is at the beginning of the extrusion through one of the penetrating Mass in the channel advanced metal piece and during the ongoing extrusion by means of a clamping jaw arranged at the end of the channel causes.

Eine gute Auskleidung von metallischen Hohlkörpern kann aber damit nicht erzielt werden, weil der Kunststoff im Hohlkörper selbst plastifiziert wird. A good lining of metallic hollow bodies can with it cannot be achieved because the plastic is plasticized in the hollow body itself.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben und eine Vorrichtung zu schaffen, damit metallische Hohlkörper, insbesondere Rohre, mit Duroplasten in wirtschaftlicher Weise in einem Arbeitsgang ausgekleidet werden können, wobei das Zusammenwirken der zur Plastifizierung des Werkstoffes notwendigen Temperaturen und Drücke beeinflußbar ist, so daß beide Einflußgrößen während der Beschichtung veränderbar sind. Dadurch wird ein homogenes Gefüge der Auskleidung und eine gute Verbindung mit der metallischen Unterlage erreicht. The object of the invention is to specify a method and a device to create so that metallic hollow bodies, in particular pipes, with thermosets in can be lined economically in one operation, with the Interaction of the temperatures necessary for plasticizing the material and pressures can be influenced, so that both influencing variables during the coating are changeable. This creates a homogeneous structure of the lining and a good one Connection with the metallic base achieved.

Die Erfindung besteht darin, daß Duroplaste in fester Form durch Vorverdichtung in erwärmten Einfüllgefäßen plastifiziert und infolge anschließender Druckerhöhung durch Düsenöffnungen auf die gleichfalls erwärmten, zu beschichtenden Flächen des Hohlkörpers aufgepreßt werden. The invention consists in that thermosetting plastics in solid form Pre-compression in heated filling vessels and plasticized as a result of subsequent Pressure increase through nozzle openings on the likewise heated to be coated Surfaces of the hollow body are pressed on.

Das Verfahren nach der Erfindung bewirkt eine gleichmäßige Durchwärmung der zu plastifizierenden festen Kunststoffe. Außer pulver- und flockenförmigen Kunststoffen können auch wertlose Plattenabschnitte und Schnitzel verwendet werden. The method according to the invention causes uniform heating the solid plastics to be plasticized. Except for powder and flake plastics worthless plate cuts and chips can also be used.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausübung des vorbeschriebenen Verfahrens, bei der eine heizbare Einfüllvorrichtung einen auswechselbaren Düsenkörper aufweist, der formschlüssig mit einer heizbaren Werkstückaufnahme verbunden ist, wobei die Werkstückaufnahme mit einer Lagerung für einen im Inneren des Hohlkörpers zentrisch verlaufenden Kern ausgestattet ist und auf dem Kern ein an sich bekannter, von der einfließenden Kunststoff-Gießmasse verschiebbarer Ringkörper angeordnet ist, der den Kern zentriert und die in den Hohlraum eintretende zähflüssige Kunststoff-Gießmasse durch seinen Verschiebewiderstand verdichtet. The invention also relates to an apparatus for practicing the above Method in which a heated filling device has an exchangeable nozzle body which is positively connected to a heatable workpiece holder, wherein the workpiece holder with a storage for one in the interior of the hollow body centrally running core is equipped and on the core a known per se, arranged by the flowing plastic casting compound displaceable ring body which centers the core and the viscous plastic casting compound entering the cavity condensed by its displacement resistance.

Das Fassungsvermögen des Einfüllgefäßes ist mindestens um das Schrumpfvolumen der Kunststoffauskleidung größer als die nicht ausgehärtete Auskleidung. The capacity of the filling vessel is at least around the shrink volume the plastic lining is larger than the uncured lining.

Das Verfahren nach der Erfindung und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung sind nachstehend an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung näher erläutert. The method according to the invention and an apparatus for carrying it out are in more detail below with reference to a device shown in the drawing explained.

Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Längsmittelschnitt durch eine schematisch dargestellte Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1. It shows F i g. 1 shows a vertical longitudinal center section through a schematically illustrated device, Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Druckerzeugungsanlage, z. B. einer hydraulischen Presse A, einer Einfüllvorrichtung B, einem mit dieser formschlüssig verbundenen Düsenkörper 6 und einer Werkstück aufnahme D, die den Düsenkörper 6 trägt. The device essentially consists of a pressure generation system, z. B. a hydraulic press A, a filling device B, one with this positively connected nozzle body 6 and a workpiece holder D, the Nozzle body 6 carries.

Der in der Führung 1 einer im übrigen nicht dargestellten hydraulischen Presse längsverschieblich gelagerte Stempel 2 fluchtet mit der Mittelachse des für eine Auskleidung 27 bemessenen Einfüllzylinders 3. Er endet in einem Kolben 4 und ragt in den Einfüllzylinder 3. An der Zylinderinnenwand gleitend, kann er über die ganze Länge des Einfüllzylinders 3 ausgefahren werden, dessen unteres Ende in einer Ausnehmung 5 eines Düsenkörpers 6 eingesetzt ist. In einer weiteren Ausnehmung 7 am gegenüberliegenden Ende des Düsenkörpers 6 ist der auszukleidende Hohlkörper8 formschlüssig geführt, und in dem Mittelboden 9 des Düsenkörpers 6 sind auf einem Kreis Düsenöffnungen 11 bis 14 angeordnet, F i g. 2, die den Einfüllzylinder 3 und den Hohlkörper 8 miteinander verbinden. In der Mitte der Ausnehmung 7 im Düsenkörper 6 ist ein Sackloch 15 zur Führung der Zentrierspitze 16 eines langgestreckten dornförmigen Kernes 17 vorgesehen, der den Hohlkörper 8 in Längsrichtung durchsetzt. Das andere Ende des Kernes wird in der Bodenplatte 18 der Werkstückaufnahme D in einer Führung 19 mittig geführt. Der Hohlkörper 8 umgibt die Führung 19. In the guide 1 of a hydraulic otherwise not shown Press longitudinally displaceable punch 2 is aligned with the central axis of the for a lining 27 sized filling cylinder 3. It ends in a piston 4 and protrudes into the filling cylinder 3. Sliding on the inner wall of the cylinder, it can over the entire length of the filling cylinder 3 are extended, the lower end in a Recess 5 of a nozzle body 6 is used. In a further recess 7 at the opposite end of the nozzle body 6 is the hollow body 8 to be lined guided positively, and in the central bottom 9 of the nozzle body 6 are on a Circle nozzle openings 11 to 14 arranged, F i g. 2, which the filling cylinder 3 and connect the hollow body 8 to one another. In the middle of the recess 7 in the nozzle body 6 is a blind hole 15 for guiding the centering point 16 of an elongated mandrel-shaped Core 17 is provided which penetrates the hollow body 8 in the longitudinal direction. The other The end of the core is in the base plate 18 of the workpiece holder D in a guide 19 guided in the middle. The hollow body 8 surrounds the guide 19.

Auf dem Kern 17 ist ein Ringkörper 21 längsverschieblich angeordnet, der dem Innendurchmesser des Hohlkörpers 8 und dem Außendurchmesser des Kernes 17 angepaßt ist. Durch einen federnden Beilagerring22 wird die Verschiebung des Ringkörpers 21 leicht erschwert, so daß zu seiner Verschiebung entlang des dornförmigen Kernes 17 eine merkliche Kraft nötig ist. An annular body 21 is arranged on the core 17 so as to be longitudinally displaceable, that of the inner diameter of the hollow body 8 and the outer diameter of the core 17 is adapted. The displacement of the ring body is controlled by a resilient Beilagerring22 21 slightly more difficult, so that its displacement along the thorn-shaped core 17 a noticeable force is required.

Der Einfüllzylinder 3 ist von einer Heizmanschette 23 umgeben, die mittels der elektrischen Heizspirale 24 stufenweise erwärmt werden kann. In ähnlicher Weise wird der Hohlkörper 8 von einer auf der Bodenplatte 18 montierten Heizmanschette 25 umschlossen, in der eine Heizwendel26liegt. Die Heizmanschette23 wird mit geringerer Heizleistung betrieben als die Heizmanschette 25. Auch der Düsenkörper 6 kann von einer Heizmanschette umgeben sein. The filling cylinder 3 is surrounded by a heating jacket 23 which can be heated in stages by means of the electrical heating coil 24. In a similar way In this way, the hollow body 8 is secured by a heating jacket mounted on the base plate 18 25 enclosed, in which a heating coil 26 lies. The heating jacket23 becomes smaller with lower Heating power operated as the heating jacket 25. The nozzle body 6 can also be from be surrounded by a heating jacket.

Bei der Auskleidung eines Hohlkörpers wird wie folgt verfahren: Das zylindrische Einfüllgefäß 3 wird mit z. B. einer trockenen pulver- oder flockenförmigen Kunststoffmasse 29 oder mit Abfall-Abschnitten von Mattenmaterial angefüllt. Durch Druck und Erwärmung wird das Material plastifiziert, und zwar wird zunächst durch begrenztes Ausfahren des Stempels 2 auf das Material im zylindrischen Einfüllgefäß ein solcher Druck ausgeübt, daß sich sein Volumen geringfügig verkleinert. Da das Material infolge der von der Heizvorrichtung ausgestrahlten Wärme gleichmäßig durchwärmt ist, wird es plastisch verformbar, so daß es beim weiteren Ausfahren des Stempels durch die Düsenöffnungen 11 bis 14 in den auszukleidenden Hohlkörper 8 eintritt. Hierbei schiebt die plastische Gießmasse den auf dem Kern 17 gelagerten Ringkörper 21 mitsamt dem federnden Bremsring 22 vor sich her. Infolge des Verschiebewiderstandes verfestigt sich die zähflüssige Gießmasse und wird zugleich an die Wand des auszukleidenden Hohlkörpers 8 gepreßt, an der sie nach der Aushärtung als Auskleidung 27 fest haftet. When lining a hollow body, the procedure is as follows: The cylindrical filling vessel 3 is z. B. a dry powder or flake Plastic compound 29 or filled with waste sections of mat material. By The material is plasticized by pressure and heating, initially through limited extension of the plunger 2 onto the material in the cylindrical filling vessel such a pressure is exerted that its volume decreases slightly. Since that The material is heated evenly through the heat emitted by the heating device is, it is plastically deformable, so that when the Stamp enters the hollow body 8 to be lined through the nozzle openings 11 to 14. Here, the plastic casting compound pushes the ring body mounted on the core 17 21 together with the resilient brake ring 22 in front of you. As a result of the displacement resistance the viscous casting compound solidifies and is at the same time on the wall of the lining Hollow body 8 is pressed, to which it adheres firmly as a lining 27 after curing.

Wenn der Spritzstempel 2 so weit ausgefahren ist, daß die Stirnfläche seines Kolbens 4 die Oberfläche des Mittelbodens 9 erreicht, so ist auch der Beilagering 22, von der plastifizierten Gießmasse auf dem Kern 17 bis zu seiner Endlage, vorgeschoben worden. Die in den Düsenöffnungen 11 bis 14 stehengebliebenen Kunstharz-Gußzapfen können nach Aushärten der Masse durch eine ruckartige Drehung des Düsenkörpers 6 auf dem Werkstück 8 in einfacher Weise abgeschert werden. Die Werkstückaufnahme D wird samt dem leicht konisch geformten Kern 17 nach unten vom Hohlkörper 8 abgezogen. When the injection ram 2 is extended so far that the end face its piston 4 reaches the surface of the central base 9, so is the shim ring 22, advanced from the plasticized casting compound on the core 17 to its end position been. The synthetic resin cast pins that have remained in the nozzle openings 11 to 14 can after hardening of the mass by a sudden rotation of the nozzle body 6 be sheared off on the workpiece 8 in a simple manner. The workpiece holder D, together with the slightly conically shaped core 17, is pulled down from the hollow body 8.

Claims

Claims: 1. Method for lining metallic hollow bodies, in particular of pipes, with a thermosetting plastic layer, whereby through Pressure and heat pressed a plasticized plastic casting compound through a molding channel is, characterized in that thermosetting plastics in solid form by precompaction Plasticized in heated filling vessels (3) and as a result of the subsequent pressure increase through nozzle openings (11 to 14) onto the likewise heated to be coated Surfaces of the hollow body (8) are pressed on.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that a heated filling device (B), a replaceable Has nozzle body (6) which is form-fitting with a heatable workpiece holder (D) is connected, the workpiece holder (D) having a bearing (19) for a is equipped in the interior of the hollow body centrally extending core (17) and on the core (17) a known per se, from the flowing plastic casting compound displaceable ring body (21) is arranged, which centers the core and which in the viscous plastic casting compound entering the cavity due to its displacement resistance condensed.